(57)【要約】【課題】  配向膜の製造における生産性を向上し、また、配向膜の膜性能の低下をも防止した配向膜の製造装置、この製造装置で製造された配向膜を有した液晶装置、電子機器を提供する。【解決手段】  対向する一対の基板間に液晶を挟持してなる液晶装置の配向膜の製造装置１である。成膜室２と、成膜室２内にて基板Ｗに配向膜材料を物理的蒸着法で蒸着し、配向膜を形成するための蒸着手段３と、配向膜材料を選択的に蒸着させるためのスリット状の開口部１２を有し、蒸着手段３と基板Ｗとの間に設けられて基板Ｗの非配向膜形成領域を覆う遮蔽板４と、を備えてなる。遮蔽板４に付着した配向膜材料１８を除去するためのクリーニング媒体を、遮蔽板４の蒸着手段側における開口部１２近傍に供給する、クリーニング手段５が備えられている。【選択図】      図１
2007025117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する一対の基板間に液晶を挟持してなる液晶装置の配向膜の製造装置であって、
成膜室と、該成膜室内にて前記基板に配向膜材料を物理的蒸着法で蒸着し、配向膜を形成するための蒸着手段と、配向膜材料を選択的に蒸着させるためのスリット状の開口部を有し、前記蒸着手段と前記基板との間に設けられて該基板の非配向膜形成領域を覆う遮蔽板と、を備えてなり、
前記遮蔽板に付着した前記配向膜材料を除去するためのクリーニング媒体を、前記遮蔽板の前記蒸着手段側における前記開口部近傍に供給する、クリーニング手段が備えられていることを特徴とする配向膜の製造装置。
【請求項２】
前記クリーニング媒体として、前記配向膜材料と化学反応することでこれを遮蔽板から除去する反応性ガスが用いられることを特徴とする請求項１記載の配向膜の製造装置。
【請求項３】
前記クリーニング媒体として、前記配向膜材料を物理的に除去することでこれを遮蔽板から除去する固体微粒子が用いられることを特徴とする請求項１記載の配向膜の製造装置。
【請求項４】
前記クリーニング手段は、前記開口部に対して進退可能に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の配向膜の製造装置。
【請求項５】
前記遮蔽板に付着した前記配向膜材料の除去が終了したときの終点を検知する、終点検知手段が備えられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の配向膜の製造装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の配向膜の製造装置で製造された配向膜を有してなることを特徴とする液晶装置。
【請求項７】
請求項６記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配向膜の製造装置、液晶装置、及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクタ等の投射型表示装置の光変調手段として用いられる液晶装置は、一対の基板間の周縁部にシール材が配設され、その中央部に液晶層が封止されて構成されている。その一対の基板の内面側には液晶層に電圧を印加する電極が形成され、これら電極の内面側には非選択電圧印加時において液晶分子の配向を制御する配向膜が形成されている。このような構成によって液晶装置は、非選択電圧印加時と選択電圧印加時との液晶分子の配向変化に基づいて光源光を変調し、画像光を作製するようになっている。
【０００３】
ところで、前述した配向膜としては、側鎖アルキル基を付加したポリイミド等からなる高分子膜の表面に、ラビング処理を施したものが一般に用いられている。ラビング処理とは、柔らかい布からなるローラで、高分子膜の表面を所定方向に擦ることにより、高分子を所定方向に配向させるものである。その配向性高分子と液晶分子との分子間相互作用により、配向性高分子に沿って液晶分子が配置されるので、非選択電圧印加時の液晶分子を所定方向に配向させることができるようになっている。また、側鎖アルキル基により、液晶分子にプレティルトを与えることができるようになっている。
【０００４】
しかしながら、このような有機配向膜を備えた液晶装置をプロジェクタの光変調手段として採用した場合、光源から照射される強い光や熱によって配向膜が次第に分解されるおそれがある。そして、長期間の使用後には、液晶分子を所望のプレティルト角に配列することができなくなるなど液晶分子の配向制御機能が低下し、液晶プロジェクタの表示品質が低下してしまうおそれがある。
【０００５】
そこで、耐光性および耐熱性に優れた無機材料からなる配向膜の使用が提案されており、このような無機配向膜の製造方法としては、例えば斜方蒸着法による酸化珪素（ＳｉＯ２）膜の成膜が知られている。斜方蒸着法により無機配向膜を製造する場合、配向膜を所望の配向状態に形成するためには、配向膜材料の入射角度を制御する必要がある。このような制御を行うため、従来、配向膜材料と基板との間にスリットを形成した遮蔽板を配設し、このスリットを通して所定の入射角度で選択的に蒸着をなさせることにより、所望の配向膜を形成する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３６５６３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記の技術では、配向膜材料であるＳｉＯ２が基板だけでなく遮蔽板にも蒸着することから、長時間処理を行うと、例えば遮蔽板のスリット幅が狭くなってしまう。すると、スリットで規定された入射角度などについての成膜条件が成膜初期に比べて変わってしまい、蒸着むらなどによって所望の配向膜が得られなくなってしまうことがある。さらに、遮蔽板のスリット近傍にも配向膜材料が付着するが、そのような状態で処理を続けると、この付着物がパーティクルとなって配向膜上に付着し、膜性能を低下させるおそれもある。
【０００７】
また、このような不都合を回避するためには、遮蔽板の交換など装置内のメンテナンスを頻繁に行う必要があるが、その場合には、生産性が著しく低下してしまうといった新たな不都合を生じてしまう。なぜなら、蒸着による成膜は、通常、装置内を真空雰囲気にして行うが、装置内のメンテナンス時には当然真空雰囲気から大気圧に戻す必要がある。したがって、メンテナンス後再度成膜を行うためには、装置内を再度真空引きし、所望の真空度にする必要がある。しかしながら、装置内を真空引きするには時間がかかり、例えば被成膜物である基板が多数個取りの大型基板である場合などでは、装置が大型となるため、真空引きに例えば１０数時間から１日程度要することもあるからである。
また、遮蔽板を新しいものに交換した場合には、成膜初期において成膜の安定性が低いため、交換後しばらくはならし運転をしなければならず、これによっても生産性が損なわれてしまう。
【０００８】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、配向膜の製造における生産性を向上し、また、配向膜の膜性能の低下をも防止した配向膜の製造装置、この製造装置で製造された配向膜を有した液晶装置、電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため本発明の配向膜の製造装置は、対向する一対の基板間に液晶を挟持してなる液晶装置の配向膜の製造装置であって、
成膜室と、該成膜室内にて前記基板に配向膜材料を物理的蒸着法で蒸着し、配向膜を形成するための蒸着手段と、配向膜材料を選択的に蒸着させるためのスリット状の開口部を有し、前記蒸着手段と前記基板との間に設けられて該基板の非配向膜形成領域を覆う遮蔽板と、を備えてなり、
前記遮蔽板に付着した前記配向膜材料を除去するためのクリーニング媒体を、前記遮蔽板の前記蒸着手段側における前記開口部近傍に供給する、クリーニング手段が備えられていることを特徴としている。
【００１０】
この配向膜の製造装置によれば、メンテナンス時、成膜室内の真空状態を維持したまま、クリーニング手段によって遮蔽板に付着した配向膜材料を除去することが可能になる。したがって、開口部の内縁部に付着した配向膜材料も除去することにより、成膜条件を成膜初期における条件に戻すことができ、これにより製造する配向膜の膜性能の低下を防止することができる。また、遮蔽板に付着した配向膜材料がパーティクルとなって配向膜上に付着することも防止することができ、これによっても製造する配向膜の膜性能の低下を防止することができる。
また、このメンテナンス時に、真空状態を維持したままで遮蔽板のクリーニングを行うことができるので、従来のごとく一旦真空状態から大気圧にし、再度真空引きするといった操作が不要になり、したがって真空引き操作に要する時間の無駄をなくして生産性を格段に向上することができる。
【００１１】
また、前記配向膜の製造装置においては、前記クリーニング媒体として、前記配向膜材料と化学反応することでこれを遮蔽板から除去する反応性ガスが好適に用いられる。
このような反応性ガスを用いることで、遮蔽板に付着した配向膜材料を良好に、また材料によっては選択的に除去することが可能になる。
【００１２】
また、前記配向膜の製造装置においては、前記クリーニング媒体として、前記配向膜材料を物理的に除去することでこれを遮蔽板から除去する固体微粒子が好適に用いられる。
このような固体微粒子を用いることで、遮蔽板に付着した配向膜材料を良好に除去することが可能になる。
【００１３】
また、前記配向膜の製造装置においては、前記クリーニング手段が、前記開口部に対して進退可能に設けられているのが好ましい。
このようにすることにより、クリーニング時には、クリーニング手段を開口部に対して前進させることで、遮蔽板の開口部の内縁部やその近傍に付着した配向膜材料を確実に除去することが可能になる。また、蒸着による配向膜の成膜時には、クリーニング手段を開口部に対して後退させることで、クリーニング手段が成膜処理に干渉してしまうことを防止するとともに、クリーニング手段自体に配向膜材料が付着してしまうのを防止することが可能になる。
【００１４】
また、前記配向膜の製造装置においては、前記遮蔽板に付着した前記配向膜材料の除去が終了したときの終点を検知する、終点検知手段が備えられているのが好ましい。
このようにすれば、終点検知手段によって配向膜材料の除去の終点を検知し、その時点でクリーニングを終了することにより、遮蔽板を過剰にクリーニングすることによる、時間のロスや遮蔽板の損傷を防止することが可能になる。
【００１５】
本発明の液晶装置は、前記の配向膜の製造装置で製造された配向膜を有してなることを特徴としている。
この液晶装置によれば、前述したように配向膜の膜性能の低下が防止されていることから、この液晶装置自体も良好な品質を有するものとなる。また、配向膜の製造についての生産性が向上していることから、この液晶装置自体の生産性も向上したものとなる。
【００１６】
本発明の電子機器は、前記の液晶装置を備えたことを特徴としている。
この電子機器によれば、良好な品質を有し、生産性が向上した液晶装置を備えているので、この電子機器自体も良好な品質を有し、生産性が向上したものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明を詳しく説明する。
図１（ａ）は本発明における配向膜の製造装置の一実施形態の概略構成を示す図、図１（ｂ）は図１（ａ）の要部拡大図であり、図１（ａ）、（ｂ）中符号１は配向膜の製造装置（以下、製造装置と記す）である。この製造装置１は、液晶装置の構成部材となる基板Ｗの表面に無機材料からなる配向膜を形成するためのもので、真空チャンバーによって形成される成膜室２と、蒸着手段３と、この蒸着手段３と前記基板Ｗとの間に配設される遮蔽板４と、この遮蔽板４をクリーニングするためのクリーニング手段５とを備えて構成されたものである。
【００１８】
成膜室２は、配向膜形成の前処理（例えば基板の加熱処理）を行うための前処理室（図示せず）と、配向膜形成後の後処理（例えば基板の冷却処理）を行うための後処理室（図示せず）とにそれぞれ連通したもので、これら処理室との間の連通を気密に閉塞するシャッター（図示せず）が備えられ、これによって前処理室からの基板Ｗの搬入、及び後処理室への基板Ｗの搬出が、室内の真空度を大きく低下させることなく行えるように構成されたものである。
【００１９】
この成膜室２には、その内部圧力を制御し、所望の真空度を得るための真空ポンプ６が配管７を介して接続されている。また、本実施形態では、前記クリーニング手段５の近傍に排気管８が配設されており、この排気管８には、終点検知手段となるフーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ−ＩＲ）９が接続され、さらに吸引ポンプ１０が接続されている。なお、この成膜室２内には、前処理室から搬入された基板Ｗを、図１（ａ）中の矢印Ａ方向に連続的または断続的に搬送し、さらに後処理室に搬出するための搬送手段（図示せず）が設けられている。
【００２０】
また、この成膜室２内には、一方の側壁側に蒸着手段３が配設されている。蒸着手段３は、前記基板Ｗに対して配向膜材料を物理的蒸着法、すなわち、蒸着法やイオンビームスパッタ法等のスパッタ法によって蒸着し、配向膜を形成するためのものである。本実施形態では、配向膜材料からなる蒸着源３ａと、この蒸着源３ａに電子ビームを照射して加熱昇華させる電子ビーム銃ユニット（図示せず）とにより、蒸着手段３が構成されている。ここで、配向膜材料としては二酸化珪素（ＳｉＯ２）等の酸化珪素（ＳｉＯｘ）が用いられる。この蒸着手段３では、蒸着源３ａを保持するルツボ（図示せず）の開口が、後述する遮蔽板４の開口部に向くように配設されており、これによって蒸着手段３は、配向膜材料の昇華物（蒸着物）を、図１（ａ）中の二点鎖線で示す方向に選択的に出射するようになっている。
【００２１】
遮蔽板４は、成膜室２内に取り付けられた搬送板１１に着脱可能に保持され、固定されたもので、金属やセラミックス、樹脂等によって形成されたものである。搬送板１１は、その上面側に基板Ｗを保持し、かつ、前記搬送手段（図示せず）によってこれを矢印Ａ方向に移動可能にしたもので、成膜室２内において前記蒸着手段３と反対の側壁側に遮蔽板４保持用の開口１１ａを形成したものである。この開口１１ａには、例えばその下面側の内縁部に内側に延出する保持部１１ｂが形成されている。これによって遮蔽板４は、前記開口１１ａ内に嵌め込まれ、前記保持部１１ｂ上に載置された状態で、例えばこの保持部１１ｂに螺子止めされることなどにより、搬送板１１に保持固定されるようになっている。
【００２２】
また、この遮蔽板４には、適宜な幅のスリット状の開口部（スリット）１２が形成されている。この開口部１２は、遮蔽板４が適宜に配置されたことにより、前記基板Ｗの搬送方向（矢印Ａ方向）と直交するように位置させられたもので、前記蒸着手段３からの配向膜材料（蒸着物）を、基板Ｗに選択的に蒸着させるためのものである。また、この開口部１２は、その内部に臨む基板Ｗの面を、前記蒸着源３ａに対して所定の角度範囲にするように形成配置されている。これによって配向膜材料の昇華物（蒸着物）は、基板Ｗの成膜面に対して、所定の角度で斜方蒸着するようになっている。
【００２３】
一方、遮蔽板４自体は、基板Ｗの底面側を覆うことで、開口部１２によって規定された成膜領域以外の、非配向膜形成領域を覆い、この領域への配向膜材料の蒸着を阻むようになっている。ただし、基板Ｗは開口部１２に対して移動することから、基板Ｗの成膜領域（配向膜形成領域）を、時間をずらしつつ全て開口部１２内に臨ませることで、この成膜領域の全面に配向膜材料を斜方蒸着させることができるようになっている。
【００２４】
また、成膜室２には、遮蔽板４に付着した配向膜材料（蒸着物）を除去するためのクリーニング装置（クリーニング手段）５が設けられている。このクリーニング装置５は、クリーニング媒体の供給源１４と、この供給源１４に接続されたフレキシブル配管１５と、このフレキシブル配管１５に接続された媒体供給管１６とから構成されたものである。媒体供給管１６は、遮蔽板４の、蒸着手段３側における開口部１２の近傍に配設されたもので、図２に示すように開口部１２の長さ方向に沿ってこれの両側にそれぞれ配設された管状のものである。
【００２５】
これら媒体供給管１６には、その長さ方向、すなわち開口部１２の長さ方向に沿って供給口１６ａが形成されている。媒体供給管１６は、この供給口１６ａからクリーニング媒体を吹き出しまたはまたは噴射することにより、遮蔽板４の開口部１２近傍にクリーニング媒体を供給するようになっている。クリーニング媒体は、供給源１４に貯蔵されあるいはここで生成され、送気ポンプなどによって供給源１４から送出されることなどにより、フレキシブル配管１５を介して供給口１６ａから遮蔽板４側に供給されるもので、本実施形態では、特に遮蔽板４に付着した配向膜材料と化学反応し、これによって該配向膜材料を遮蔽板４から除去する反応性ガスが用いられる。
【００２６】
この反応性ガスは、配向膜材料の種類に応じて適宜選択され、用いられる。本実施形態では、配向膜材料としてＳｉＯ２等の酸化珪素が用いられていることから、この酸化珪素と化学反応して、得られる反応物が例えばガス化することで遮蔽板４から除去されるものが用いられる。具体的には、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、ＮＦ３等のＰＦＣ（per fluoro compound）ガスをプラズマで活性化させたガスやラジカル、Ｃｌ２や（Ｆ２／Ｈ２）等のガスを紫外線等で活性化させた光励起ガス、さらにはＳｉＯ２との反応性が高いＨＦ等のガスなどが好適に用いられる。このようなガスを媒体供給管１６から供給し、必要に応じてプラズマや紫外線等で活性化させることにより、この反応性ガスは配向膜材料であるＳｉＯ２等の酸化珪素と反応し、例えばフッ化珪素（ＳｉＦ４）となることで配向膜材料をガス化させ、遮蔽板４から除去するようになる。なお、プラズマの発生手段や紫外線等の光照射手段については、予め成膜室２の中あるいは外に設けておくものとする。
【００２７】
また、このようなクリーニング装置５には、その媒体供給管１６を、前記開口部１２に対して進退させる進退機構（図示せず）が設けられている。この進退機構は、例えば図２に示すように媒体供給管１６の両端部を保持する保持ロッド１７と、該保持ロッド１７に接続されてこれら保持ロッド１７を進退させるエアシリンダー（図示せず）とからなるもので、エアシリンダーが例えば成膜室２の外に配置されて構成されたものである。ここで、このような進退機構による媒体供給管１６の開口部１２に対する進退は、後述するように、クリーニング時には媒体供給管１６が開口部１２に対して前進させられ、配向膜の成膜時には媒体供給管１６が開口部１２に対して後退させられるようになっている。
【００２８】
前記のフーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ−ＩＲ）９は、特にクリーニング媒体としてフッ素（Ｆ）を含有する反応性ガスを用いた場合に、終点検知手段として機能するものである。すなわち、ＰＦＣ等のＦを含有するガスは、前述したように配向膜材料である酸化珪素と反応してフッ化珪素（ＳｉＦ４）となり、吸引ポンプ１０の作動により排気管８を通ってフーリエ変換赤外分光光度計９に導入される。このフーリエ変換赤外分光光度計９は、導入されたガス中のフッ化珪素（ＳｉＦ４）の量を検出することで、後述するようにクリーニングの終点を検知するようになっている。
【００２９】
次に、このような構成の製造装置１による配向膜の製造方法と、この製造装置１のメンテナンスについて説明する。
まず、真空ポンプ６を作動させ、成膜室２内を所望の真空度に調整しておくとともに、図示しない加熱手段によって成膜室２内を所定の温度に調整する。また、クリーニング装置５の進退機構により、前記媒体供給管１６を、図１（ａ）中二点鎖線で示すように開口部１２に対して後退させておく。
【００３０】
続いて、前処理室で加熱等の前処理がなされた基板Ｗを成膜室２内に搬入する。そして、この基板Ｗを搬送手段で図１（ａ）中の矢印Ａ方向に連続的あるいは断続的に移動させる。また、これとは別に蒸着手段３を作動させ、図１（ａ）中の二点鎖線で示す範囲に配向膜材料を昇華させる。
このようにして配向膜材料を昇華させつつ、基板Ｗを搬送板１１上で移動させ、遮蔽板４上に到達させてその成膜面を開口部１２に臨ませる。
【００３１】
すると、開口部１２が蒸着源３ａに対して所定の角度範囲となるように形成配置されていることにより、蒸着源３ａから昇華してきた配向膜材料は、基板Ｗの成膜面に対して所定の角度で斜方蒸着する。そして、このような斜方蒸着を、開口部１２に対して基板Ｗを連続的あるいは断続的に移動させつつ行うことで、最終的に、基板Ｗの成膜領域（配向膜形成領域）の全面に配向膜材料を斜方蒸着させ、これにより所望の配向膜を形成することができる。
【００３２】
ところで、このような蒸着による成膜では、蒸着手段３による配向膜材料からの昇華物（蒸着物）を、開口部１２内にのみ選択的に出射するのはほとんど不可能であり、通常は、図１（ｂ）に示すように遮光板４の下面の、開口部１２の近傍、さらには開口部１２の内縁部に配向膜材料１８が蒸着し付着してしまう。そして、成膜処理の時間が長くなるに連れ、配向膜材料１８の付着量が多くなり、この付着した配向膜材料１８によって、前述したように得られる配向膜の膜性能が低下してしまうおそれが生じる。
【００３３】
そこで、本発明においてもこのような膜性能の低下を防止するため、メンテナンスを行うが、本発明では従来と異なり、遮蔽板４の交換を行うことなく、したがって成膜室２内を大気圧に戻すことなく、クリーニング装置５によるクリーニングによって、遮蔽板４から配向膜材料１８を除去するようにしている。
すなわち、本発明の実施形態では、基板Ｗに配向膜を形成した後、成膜室２内を大気圧に戻すことなく、この基板Ｗを後処理室に搬出するとともに、蒸着手段３による配向膜材料の昇華を停止する。続いて、クリーニング装置５の進退機構により、前記媒体供給管１６を、図１（ａ）中実線で示すように開口部１２に対して前進させる。
【００３４】
そして、クリーニング装置５の供給源１４からクリーニング媒体としての反応性ガスを送出させ、フレキシブル配管１５を介して媒体供給管１６に送り、さらに供給口１６ａから吹き出させまたは噴射させることにより、遮蔽板４の開口部１２近傍に反応性ガスを供給する。また、これとは別に、反応性ガスの種類に応じて必要により、遮蔽板４の開口部１２近傍にプラズマを発生させ、あるいは紫外線等の励起光を遮蔽板４の開口部１２近傍に照射する。
【００３５】
このようにすることで、活性な反応性ガスが遮蔽板４の開口部１２近傍に供給され、遮蔽板４に付着した配向膜材料１８とこの反応性ガスとが化学反応する。そして、例えばフッ化珪素（ＳｉＦ４）となることで配向膜材料１８がガス化し、遮蔽板４から除去させられる。これにより、遮光板４に付着した配向膜材料１８を除去し、遮光板４を清浄化してその開口部１２のスリット幅も元の設定通りの幅にすることができる。
【００３６】
また、このようにしてクリーニングを行う間、吸引ポンプ１０を作動させ、反応性ガスが供給された遮蔽板４の開口部１２近傍のガスを排気管８によって吸引し、排気する。そして、この吸引した排気ガスを分光光度計９に導入し、排気ガス中のフッ化珪素（ＳｉＦ４）の量を検出する。すると、遮光板４に配向膜材料１８が付着している状態では、クリーニングによってクリーニング媒体（反応性ガス）と配向膜材料１８とが反応することにより、フッ化珪素が生成することでこれが検出される。しかし、遮光板４に付着した配向膜材料１８がほとんど除去されると、フッ化珪素の生成が少なくなる。そして、遮光板４に付着した配向膜材料１８がほぼ完全に除去されると、フッ化珪素が生成しなくなり、これがほとんど検出されなくなる。
【００３７】
よって、このようにフッ化珪素がほとんど検出されなくなった時点を例えばクリーニングの終点、すなわち配向膜材料１８の除去の終点とすることで、クリーニングの処理時間を良好に管理することができる。そして、このようにしてクリーニングを行うことにより、遮蔽板４が配向膜材料１８を付着していない元の状態となるので、この遮蔽板４を用いて再度配向膜の成膜を行っても、得られる配向膜はその膜性能が低下することなく、良好なものとなる。
【００３８】
このような構成の製造装置１にあっては、メンテナンス時、成膜室２内の真空状態を維持したまま、クリーニング装置５によって遮蔽板４に付着した配向膜材料１８を除去することができる。
したがって、開口部１２の内縁部に付着した配向膜材料１８も除去することにより、成膜条件を成膜初期における条件に戻すことができ、これにより製造する配向膜の膜性能の低下を防止することができる。また、遮蔽板４に付着した配向膜材料１８がパーティクルとなって配向膜上に付着することも防止することができ、これによっても製造する配向膜の膜性能の低下を防止することができる。
【００３９】
また、このメンテナンス時に、真空状態を維持したままで遮蔽板４のクリーニングを行うことができるので、従来のごとく一旦真空状態から大気圧にし、再度真空引きするといった操作が不要になり、したがって真空引き操作に要する時間の無駄をなくして生産性を格段に向上することができる。
また、このようにクリニングによって付着した配向膜材料１８を除去するので、遮蔽板４の寿命が長くなり、その分コストの低減化を図ることができる。さらに、クリーニングによって遮蔽板４だけでなく、成膜室２の内壁などに付着した配向膜材料の除去も可能になり、これによってメンテナンスの負荷を軽減することができる。
【００４０】
また、終点検知手段として機能するフーリエ変換赤外分光光度計９を備えているので、これによって配向膜材料１８の除去の終点を検知し、その時点でクリーニングを終了することにより、遮蔽板４を過剰にクリーニングすることによる、時間のロスや遮蔽板４の損傷を防止することができる。
【００４１】
なお、前記実施形態では終点検知手段として、反応性ガスと配向膜材料である酸化珪素との反応物であるフッ化珪素（ＳｉＦ４）を検出するフーリエ変換赤外分光光度計９を備えたが、例えば反応性ガスとして、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、ＮＦ３等のＰＦＣガスをプラズマで活性化させたガスやラジカルを用いる場合には、このＰＦＣガス中のフッ素（Ｆ）の発光を検知するエンドポイントディテクタを、終点検知手段として備えてもよい。このようなディテクタを備えることにより、クリーニング中ではＰＦＣガスが反応に消費されてフッ素がほとんど検知されないものの、クリーニングが終了すると、ＰＦＣガスが反応に消費されることなくそのままで存在することにより、高濃度でフッ素が検知されるようになる。したがって、このように高濃度でフッ素が検知された時点を例えばクリーニングの終点、すなわち配向膜材料１８の除去の終点とすることで、クリーニングの処理時間を良好に管理することができる。
【００４２】
また、前記実施形態では、本発明におけるクリーニング媒体として、配向膜材料と化学反応することでこれを遮蔽板４から除去する反応性ガスを用いたが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、配向膜材料を物理的に除去することでこれを遮蔽板４から除去する固体微粒子を、クリーニング媒体として用いることもできる。
このような固体微粒子としては、例えばドライアイスの微粒子が好適に用いられる。このドライアイスの微粒子を媒体供給管１６から噴射し、遮蔽板４の開口部１２の内縁部やその近傍に付着した配向膜材料１８に衝突させることにより、これを遮蔽板４から物理的に除去することができる。
【００４３】
また、クリーニング媒体としてこのような固体微粒子を用いた場合、終点検知手段としては、例えば光学的な検知手段が用いられる。すなわち、予め遮蔽板４の開口部近傍に反射板を設けておき、または遮蔽板４自体を良好な反射をなす材料によって形成しておく。そして、発光素子と受光素子とを用い、発光素子からの光を遮蔽板４の開口部１２近傍で反射させ、この反射光を受光素子で受光することにより、遮蔽板４での反射を検出する。遮蔽板４の開口部１２近傍に配向膜材料が付着すると、反射率が変化することで受光素子での受光が設定した通りとならず、これによって配向膜材料の付着が検出される。したがって、逆に配向膜材料が除去され、前記反射板が露出することなどにより、再度設定した通りの反射がなされる。よって、これが受光された時点を、例えばクリーニングの終点、すなわち配向膜材料の除去の終点とすることで、クリーニングの処理時間を良好に管理することができる。
【００４４】
次に、このような製造装置１によって形成された配向膜を備えた、本発明の液晶装置について説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
図３は、本発明の液晶装置の一実施形態の概略構成を示すＴＦＴアレイ基板の平面図であり、図３中符号８０はＴＦＴアレイ基板（基板）である。このＴＦＴアレイ基板８０の中央には画像作製領域１０１が形成されている。その画像作製領域１０１の周縁部に前記シール材８９が配設されて、画像作製領域１０１に液晶層（不図示）が封止されている。この液晶層は、ＴＦＴアレイ基板８０上に液晶が直接塗布されて形成されたもので、シール材８９には液晶の注入口が設けられていない、いわゆる封口レス構造となっている。そのシール材８９の外側には、後述する走査線に走査信号を供給する走査線駆動素子１１０と、後述するデータ線に画像信号を供給するデータ線駆動素子１２０とが実装されている。その駆動素子１１０、１２０から、ＴＦＴアレイ基板８０の端部の接続端子７９にかけて、配線７６が引き廻されている。
【００４５】
一方、ＴＦＴアレイ基板８０に貼り合わされる対向基板９０（図６参照）には、共通電極６１（図６参照）が形成されている。この共通電極６１は、画像作製領域１０１のほぼ全域に形成されたもので、その四隅には基板間導通部７０が設けられている。この基板間導通部７０からは、接続端子７９にかけて配線７８が引き廻されている。
そして、外部から入力された各種信号が、接続端子７９を介して画像作製領域１０１に供給されることにより、液晶装置が駆動されるようになっている。
【００４６】
図４は、液晶装置の等価回路図である。透過型液晶装置の画像作製領域を構成すべくマトリクス状に配置された複数のドットには、それぞれ画素電極４９が形成されている。また、その画素電極４９の側方には、該画素電極４９への通電制御を行うためのスイッチング素子であるＴＦＴ素子３０が形成されている。このＴＦＴ素子３０のソースにはデータ線４６ａが接続されている。各データ線４６ａには、前述したデータ線駆動素子から画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが供給されるようになっている。
【００４７】
また、ＴＦＴ素子３０のゲートには走査線４３ａが接続されている。走査線４３ａには、前述した走査線駆動素子から所定のタイミングでパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが供給される。一方、ＴＦＴ素子３０のドレインには画素電極４９が接続されている。そして、走査線４３ａから供給された走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍにより、スイッチング素子であるＴＦＴ素子３０を一定期間だけオンにすると、データ線４６ａから供給された画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが、画素電極４９を介して各ドットの液晶に所定のタイミングで書き込まれるようになっている。
【００４８】
液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、画素電極４９と後述する共通電極との間に形成される液晶容量で一定期間保持される。なお、保持された画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎがリークするのを防止するため、画素電極４９と容量線４３ｂとの間に蓄積容量１７が形成され、液晶容量と並列に配置されている。このように、液晶に電圧信号が印加されると、印加された電圧レベルにより液晶分子の配向状態が変化する。これにより、液晶に入射した光源光が変調されて、画像光が作製されるようになっている。
【００４９】
図５は、液晶装置の平面構造の説明図である。本実施形態の液晶装置では、ＴＦＴアレイ基板上に、インジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide、以下ＩＴＯという）等の透明導電性材料からなる矩形状の画素電極４９（破線４９ａによりその輪郭を示す）が、マトリクス状に配列形成されている。また、画素電極４９の縦横の境界に沿って、データ線４６ａ、走査線４３ａおよび容量線４３ｂが設けられている。本実施形態では、各画素電極４９の形成された矩形領域がドットであり、マトリクス状に配置されたドットごとに表示を行うことが可能な構造になっている。
【００５０】
ＴＦＴ素子３０は、ポリシリコン膜等からなる半導体層４１ａを中心として形成されている。半導体層１ａのソース領域（後述）には、コンタクトホール４５を介して、データ線４６ａが接続されている。また、半導体層４１ａのドレイン領域（後述）には、コンタクトホール４８を介して、画素電極４９が接続されている。一方、半導体層４１ａにおける走査線４３ａとの対向部分には、チャネル領域４１ａ’が形成されている。
【００５１】
図６は、液晶装置の断面構造の説明図であり、図４のＡ−Ａ’線における矢視側断面図である。図６に示すように、本実施形態の液晶装置６０は、ＴＦＴアレイ基板８０と、これに対向配置された対向基板９０と、これらの間に挟持された液晶層５０とを主体として構成されている。ＴＦＴアレイ基板８０は、ガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体８０Ａ、およびその内側に形成されたＴＦＴ素子３０や画素電極４９、無機配向膜８６などを主体として構成されている。一方の対向基板９０は、ガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体９０Ａ、およびその内側に形成された共通電極６１や無機配向膜９２などを主体として構成されている。
【００５２】
ＴＦＴアレイ基板８０の表面には、後述する第１遮光膜５１ａおよび第１層間絶縁膜１２が形成されている。そして、第１層間絶縁膜５２の表面に半導体層４１ａが形成され、この半導体層４１ａを中心としてＴＦＴ素子３０が形成されている。半導体層４１ａにおける走査線４３ａとの対向部分にはチャネル領域４１ａ’が形成され、その両側にソース領域およびドレイン領域が形成されている。このＴＦＴ素子３０はＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を採用しているため、ソース領域およびドレイン領域に、それぞれ不純物濃度が相対的に高い高濃度領域と、相対的に低い低濃度領域（ＬＤＤ領域）とが形成されている。すなわち、ソース領域には低濃度ソース領域４１ｂと高濃度ソース領域４１ｄとが形成され、ドレイン領域には低濃度ドレイン領域４１ｃと高濃度ドレイン領域４１ｅとが形成されている。
【００５３】
半導体層４１ａの表面には、ゲート絶縁膜４２が形成されている。そして、ゲート絶縁膜４２の表面に走査線４３ａが形成されて、チャネル領域４１ａ’との対向部分がゲート電極を構成している。また、ゲート絶縁膜４２および走査線４３ａの表面には、第２層間絶縁膜４４が形成されている。そして、第２層間絶縁膜４４の表面にデータ線４６ａが形成され、第２層間絶縁膜４４に形成されたコンタクトホール４５を介して、そのデータ線４６ａが高濃度ソース領域４１ｄに接続されている。さらに、第２層間絶縁膜４４およびデータ線４６ａの表面には、第３層間絶縁膜４７が形成されている。そして、第３層間絶縁膜４７の表面に画素電極４９が形成され、第２層間絶縁膜４４および第３層間絶縁膜４７に形成されたコンタクトホール４８を介して、その画素電極４９が高濃度ドレイン領域４１ｅに接続されている。さらに、画素電極４９を覆って、前記製造装置１で形成された無機配向膜８６が形成され、非選択電圧印加時における液晶分子の配向を規制しうるようになっている。
【００５４】
なお、本実施形態では、半導体層４１ａを延設して第１蓄積容量電極４１ｆが形成されている。また、ゲート絶縁膜４２を延設して誘電体膜が形成され、その表面に容量線４３ｂが配置されて第２蓄積容量電極が形成されている。これらにより、前述した蓄積容量５７が構成されている。
また、ＴＦＴ素子３０の形成領域に対応する基板本体８０Ａの表面に、第１遮光膜５１ａが形成されている。第１遮光膜５１ａは、液晶装置に入射した光が、半導体層４１ａのチャネル領域４１ａ’、低濃度ソース領域４１ｂおよび低濃度ドレイン領域４１ｃに侵入することを防止するものである。
【００５５】
一方、対向基板９０における基板本体９０Ａの表面には、第２遮光膜６３が形成されている。第２遮光膜６３は、液晶装置に入射した光が半導体層４１ａのチャネル領域４１ａ’や低濃度ソース領域４１ｂ、低濃度ドレイン領域４１ｃ等に侵入するのを防止するものであり、平面視において半導体層４１ａと重なる領域に設けられている。また対向基板９０の表面には、ほぼ全面にわたってＩＴＯ等の導電体からなる共通電極６１が形成されている。さらに、共通電極６１の表面には、前記製造装置１で形成された無機配向膜９２が形成され、非選択電圧印加時における液晶分子の配向を規制しうるようになっている。
【００５６】
そして、ＴＦＴアレイ基板８０と対向基板９０との間には、ネマチック液晶等からなる液晶層５０が挟持されている。このネマチック液晶分子は、正の誘電率異方性を有するものであり、非選択電圧印加時には基板に沿って水平配向し、選択電圧印加時には電界方向に沿って垂直配向する。またネマチック液晶分子は、正の屈折率異方性を有するものであり、その複屈折と液晶層厚との積（リタデーション）Δｎｄは、例えば約０．４０μｍ（６０℃）となっている。なお、ＴＦＴアレイ基板８０の配向膜８６による配向規制方向と、対向基板９０の配向膜９２による配向規制方向とは、約９０°ねじれた状態に設定されている。これにより、本実施形態の液晶装置６０は、ツイステッドネマチックモードで動作するようになっている。
【００５７】
また両基板８０、９０の外側には、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）にヨウ素をドープした材料等からなる偏光板５８、６８が配置されている。なお、各偏光板５８、６８は、サファイヤガラスや水晶等の高熱伝導率材料からなる支持基板上に装着して、液晶装置６０から離間配置することが望ましい。各偏光板５８、６８は、その吸収軸方向の直線偏光を吸収し、透過軸方向の直線偏光を透過する機能を有する。ＴＦＴアレイ基板８０側の偏光板５８は、その透過軸が配向膜８６の配向規制方向と略一致するように配置され、対向基板９０側の偏光板６８は、その透過軸が配向膜９２の配向規制方向と略一致するように配置されている。
【００５８】
液晶装置６０は、対向基板９０を光源側に向けて配置される。その光源光のうち偏光板６８の透過軸と一致する直線偏光のみが偏光板６８を透過して液晶装置６０に入射する。
非選択電圧印加時の液晶装置６０では、基板に対して水平配向した液晶分子が液晶層５０の厚さ方向に約９０°ねじれたらせん状に積層配置されている。そのため、液晶装置６０に入射した直線偏光は、約９０°旋光されて液晶装置６０から出射する。この直線偏光は、偏光板６８の透過軸と一致するため、偏光板６８を透過する。したがって、非選択電圧印加時の液晶装置６０では白表示が行われるようになっている（ノーマリーホワイトモード）。
【００５９】
また、選択電圧印加時の液晶装置６０では、液晶分子が基板に対して垂直配向している。そのため、液晶装置６０に入射した直線偏光は、旋光されることなく液晶装置６０から出射する。この直線偏光は、偏光板５８の透過軸と直交するため、偏光板５８を透過しない。したがって、選択電圧印加時の液晶装置６０では黒表示が行われるようになっている。
【００６０】
ここで、前述したように両基板８０、９０の内側には、前記製造装置１で形成された無機配向膜８６、９２が形成されている。これら無機配向膜８６、９２は、前述したようにＳｉＯ２やＳｉＯ等の酸化珪素によって好適に形成されるが、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＭｇＯやＩＴＯ等の金属酸化物等によって形成することもできる。
【００６１】
このような無機配向膜８６、９２を形成してなる液晶装置６０にあっては、前述したように製造装置１で形成されたことによってこれら無機配向膜８６、９２の膜性能の低下が防止されていることから、この液晶装置６０自体も良好な品質を有するものとなる。また、無機配向膜８６、９２の製造についての生産性が向上していることから、この液晶装置６０自体の生産性も向上したものとなる。
【００６２】
（プロジェクタ）
次に、本発明の電子機器としてプロジェクタの一実施形態について、図７を用いて説明する。図７は、プロジェクタの要部を示す概略構成図である。このプロジェクタは、前述した実施形態に係る液晶装置を光変調手段として備えたものである。
【００６３】
図７において、８１０は光源、８１３、８１４はダイクロイックミラー、８１５、８１６、８１７は反射ミラー、８１８は入射レンズ、８１９はリレーレンズ、８２０は出射レンズ、８２２、８２３、８２４は本発明の液晶装置からなる光変調手段、８２５はクロスダイクロイックプリズム、８２６は投射レンズである。光源８１０は、メタルハライド等のランプ８１１とランプの光を反射するリフレクタ８１２とからなる。
【００６４】
ダイクロイックミラー８１３は、光源８１０からの白色光に含まれる赤色光を透過させるとともに、青色光と緑色光とを反射する。透過した赤色光は反射ミラー８１７で反射されて、赤色光用光変調手段８２２に入射される。また、ダイクロイックミラー８１３で反射された緑色光は、ダイクロイックミラー８１４によって反射され、緑色光用光変調手段８２３に入射される。さらに、ダイクロイックミラー８１３で反射された青色光は、ダイクロイックミラー８１４を透過する。青色光に対しては、長い光路による光損失を防ぐため、入射レンズ８１８、リレーレンズ８１９および出射レンズ８２０を含むリレーレンズ系からなる導光手段８２１が設けられている。この導光手段８２１を介して、青色光が青色光用光変調手段８２４に入射される。
【００６５】
各光変調手段８２２、８２３、８２４により変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム８２５に入射する。このクロスダイクロイックプリズム８２５は４つの直角プリズムを貼り合わせたものであり、その界面には赤光を反射する誘電体多層膜と青光を反射する誘電体多層膜とがＸ字状に形成されている。これらの誘電体多層膜により３つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が形成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ８２６によってスクリーン８２７上に投影され、画像が拡大されて表示される。
【００６６】
前述したプロジェクタは、前記の液晶装置を光変調手段として備えている。この液晶装置は、前述したように耐光性および耐熱性に優れた無機配向膜を備えているので、光源から照射される強い光や熱により配向膜が劣化することはない。また、この液晶装置は、良好な品質を有し、生産性が向上しているので、このプロジェクタ（電子機器）自体も良好な品質を有し、生産性が向上したものとなる。
【００６７】
なお、本発明の技術的範囲は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、前述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。例えば、前記実施形態ではスイッチング素子としてＴＦＴを備えた液晶装置を例にして説明したが、スイッチング素子として薄膜ダイオード（Thin Film Diode）等の二端子型素子を備えた液晶装置に本発明を適用することも可能である。また、前記実施形態では透過型液晶装置を例にして説明したが、反射型液晶装置に本発明を適用することも可能である。また、前記実施形態ではＴＮ（Twisted Nematic）モードで機能する液晶装置を例にして説明したが、ＶＡ（Vertical Alignment）モードで機能する液晶装置に本発明を適用することも可能である。また、実施形態では３板式の投射型表示装置（プロジェクタ）を例にして説明したが、単板式の投射型表示装置や直視型表示装置に本発明を適用することも可能である。
【００６８】
また、本発明の液晶装置を、プロジェクタ以外の電子機器に適用することも可能である。その具体例として、携帯電話を挙げることができる。この携帯電話は、前述した各実施形態またはその変形例に係る液晶装置を表示部に備えたものである。また、その他の電子機器としては、例えばＩＣカード、ビデオカメラ、パーソナルコンピュータ、ヘッドマウントディスプレイ、さらに表示機能付きファックス装置、デジタルカメラのファインダ、携帯型ＴＶ、ＤＳＰ装置、ＰＤＡ、電子手帳、電光掲示盤、宣伝公告用ディスプレイ等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】（ａ）、（ｂ）は本発明の製造装置の一実施形態の概略構成図である。
【図２】クリーニング装置の概略構成を説明するための図である。
【図３】液晶装置のＴＦＴアレイ基板の平面図である。
【図４】液晶装置の等価回路図である。
【図５】液晶装置の平面構造の説明図である。
【図６】液晶装置の断面構造の説明図である。
【図７】プロジェクタの要部を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００７０】
１…配向膜の製造装置、２…成膜室、３…蒸着手段、４…遮蔽板、５…クリーニング装置（クリーニング手段）、９…分光光度計（終点検知手段）、１２…開口部、１６…媒体供給管、１８…配向膜材料、５０…液晶層、６０…液晶装置、８０…基板（ＴＦＴアレイ基板）、８０Ａ…基板本体、８６…無機配向膜、９０…基板（対向基板）、９０Ａ…基板本体、９２…無機配向膜、Ｗ…基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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